ALUMINIUM tworzywa metaliczne otrzymane przez stopienie aluminium z jednym lub większą liczbą metali (bądź z niemetalami), celowo wytworzone dla uzyskania żądanych własności.obróbkę plastyczna można przeprowadzić na zimno lub gorąco.

AUSTENIT międzywęzłowy roztwór stały węgla oraz niekiedy innych dodatków stopowych w żelazie γ (gamma) (zobacz odmiana alotropowa). Rozpuszczalność węgla w austenicie bez dodatków stopowych nie przekracza 2,11% (w temperaturze 1148°C).

BAINIT to mieszanina przesyconego ferrytu i wydzielonych węglików. Powstaje w wyniku przemiany bainitycznej. Ma ona charakter częściowo dyfuzyjny. Wraz z obniżaniem temperatury przemiany zwiększa się udział przemiany bezdyfuzyjnej i twardość bainitu. Twardość bainitu jest mniejsza od twardości martenzytu.

Brązy cynowe- najstarsze tworzywo metaliczne stosowane przez człowieka, ze względu na doskonałe własności odlewnicze uzywano ich do odlewania wielu wyrobów.

Cyna wpływa na własności brązu, jej zawartośc nie przekracza 20%. Podowduje wzrost wytrzymałości i plastyczności. Spadek wytrzymałości następuje dopiero przy zawartości powyżej 25% Sn

Brązy aluminiowe- zawartośc aluminium w tych stopach wynosi 5-11%. Strukturę brązow aluminiowych można omówić na podstawie układu równowagi Al.-Cu. Brązy o niższych zawartościach Al. Są jednofazowe o wyższych- dwufazowe.

W wyższych temperaturach odpuszczenia następuje koagulacja wydzieleń, co prowadzi do obniżenia własności wytrzymałościowych i wzrostu plastyczności. Brazy aluminowe cechuje się dobrymi własnościami wytrzymałościowymi. Aluminium bowiem podwyższa twardośc i wytrzymałość miedzi.

CEMENTYT (węglik żelaza, Fe₃C) – jedna z podstawowych faz międzymetalicznych z grupy węglików, występującą w stopach żelaza z węglem i innymi pierwiastkami. Cementyt jest jednym ze składników stali; jest materiałem twardym i kruchym, posiada strukturę krystaliczną rombową, jego twardość to około 65 HRC (800 HB), jest fazą metastabilną o zawartości węgla do 6,67%. Posiada liczne wiązania metaliczne, co sprawia, że posiada własności metaliczne.

ENERGIA SWOBODNA – jest jednoznaczną funkcją stanu układu, np. energia Helmoltza (F) jest to układ o stałej temperaturze i objętości.

F= E – TS

E – energia wewnętrzna; S – entropia

FAZA jest to część układu jednorodna pod względem fizycznym i krystalograficznym, oddzielona od reszty układu resztą międzyfazową (α, β, γ, …).

Istnieją układy jednoskładnikowe (H₂O) – pojedyncze, Dwuskładnikowe – podwójne.

FAZY MIĘDZYMETALICZNE Składniki stopu w stanie stałym mogą tworzyć też tzw. fazę międzymetaliczną, charakteryzującą się odmienną siecią krystaliczną niż sieci krystaliczne jej składników.

FERRYT (żelazo α, α-Fe) – jedna z alotropowych odmian żelaza o zawartości węgla mniejszej niż 0,0218%. Twardość: 90 HB - Skala twardości Brinella.Wytrzymałość materiałów: R_m = 300 MPa;.Granica sprężystości: R_e(R_0,2) = 150 MPa;.Wydłużenie (wytężenie) - A₁₀ = ok. 40%

GRANICA PROPORCJONALNOŚCI(RH)- nazywamy naprężenie, poniżej którego prawdziwe jest prawo Hooka, które mówi przyrostom odpowiadają proporcjonalne przyrosty naprężeń

GRANICA SPRĘŻYSTOŚI(RSP)- nazywamy max.napreżenie poniżej którego materiał odkształca się sprężyście i nie wykazuje odkształcenia plastycznego.

GRANICA PLASTYCZNOŚCI(RE) – nazywamy naprężenie rozciągające po osiągnięciu ktrórego występuje wyraźny wzrost wydłużenia rozciąganej próbki bez wzrostu obciążenia lub nawet przy krótkotrwałym spadku. Zjawisko nazywa się plastycznym płynięciem materiału.

UMOWNĄ G.PLASTYCZNOŚCI – nazywamy napręzenie konieczne do wywołania odkształcenia trwałego o wielkości 0,2 Lo.

Dalszy przyrost siły powoduje równomierne wydłużanie próbki.

GRANICA WYSTRZYMAŁOŚCIOWA(RM) – naprężenie rozciągające odpowiadające największej sile obciążającej podczas próby.

GRANICE PLASTYCZNE:

1)WYDŁUŻENIE AK=Lu-Lo/Lo * 100%

Lu-dł próbki po wydłużeniu

2)PRZEWĘZENIE Z=So-Su/So*100%

Su-przekrój po próbie

So-przekrój początkowy

Dla okrągłych Lo=p*do

P=5 lub 10

Dla płaskich Lo=k*1,13*pierwiastek z So

HARTOWANIE MARTENZYTYCZNE polega na ciągłym chłodzeniu przedmiotu z szybkością większą od krytycznej, od temperatury austenityzacji do temperatury otoczenia.

Jest ono najłatwiejsze i najczęściej stosowane, ale powoduje powstawanie w materiale największych naprężeń hartowniczych w wyniku dużej różnicy pomiędzy temperaturą powierzchni a temperaturą rdzenia hartowanego elementu.

HARTOWANIE MARTENZYTYCZNE STOPNIOWE polega na chłodzeniu przedmiotu w dwóch ośrodkach chłodzących z przystankiem izotermicznym w temperaturze nieznacznie wyższej od temp. M_S.

Pierwsze chłodzenie zachodzi w kąpieli solnej z prędkością większą od krytycznej, a dochładzanie – najczęściej na powietrzu. Przystanek izotermiczny umożliwia wyrównanie temperatury na powierzchni i w środku przekroju przedmiotu, ale nie może doprowadzić do powstawania bainitu. Dochładzanie w ośrodku o mniejszych zdolnościach chłodzących pozwala uzyskać wolniejsze przejście przez przemianę martenzytyczną, a tym samym lepsze „uporządkowanie” atomów w sieci.

HARTOWANIE MARTENZYTYCZNE PRZERYWANE podobnie jak stopniowe, przeprowadza się w dwóch ośrodkach o różnych zdolnościach chłodzących. Wytrzymanie w pierwszym ośrodku jest jednak bardzo krótkie i nie osiąga wyrównania temp. w przekroju. W rezultacie otrzymuje się strukturę martenzyczną o stanie naprężeń niższym niż hartowaniu zwykłym, ale wyższym niż po stopniowym.

HARTOWANIE BAINITYCZNE ZWYKŁE przeprowadza się przy ciągłym chłodzeniu do temperatury otoczenia, ale z prędkością nieco mniejszą od krytycznej. Stosuje się je przede wszystkim do niektórych stali stopowych. W wyniku takiego hartowania uzyskuje się baintyczną lub bainityczo-martenzytyczną.

HARTOWANIE BAINITYCZNE IZOTERMICZNE polega na schłodzeniu stali do temp. austenityzacji do temperatury wyższej od M_S z prędkością wyższą od krytycznej, a następnie długim wytrzymaniu w tej temp., aż do zakończenia przemiany.

HOMOGENIZACJA polega na wytwarzaniu jednolitej, trwałej mieszaniny z dwóch lub więcej składników, nie mieszających się ze sobą w warunkach normalnych. Homogenizację przeprowadza się m.in. metodą ciśnieniową, sposobem udarowym, działaniem ultradźwięków, poprzez intensywne, szybkie mieszanie oraz przez zastosowanie środków chemicznych (dyspergatorów lub emulgatorów).

LEDEBURYT - mieszanina eutektyczna austenitu γ z cementytem (lub ferrytu z cementytem - ledeburyt przemieniony) , zawierająca dokładnie 4,3% węgla. Ledeburyt powstaje w krzepnącym ciekłym roztworze żelaza z węglem, gdy zawartość węgla jest w granicach 2,06% - 6,67%, w temperaturze 1147°C.

LICZBA STOPNI SWOBODY – jest to liczba parametrów zew. i wew.

Czynników, które można dowolnie zmieniać nie zakłucając przez to stanu równowagi w układzie.

S=2-2+1=1

MARTENZYT – metastabilna faza stopu żelaza α (alfa) i węgla^[1] powstała podczas szybkiego schłodzenia z prędkością większą od prędkości krytycznej z temperatury w której występuje austenit. Martenzyt ma strukturę iglastą. Ziarna obserwowane pod mikroskopem na zgładzie mają kształt igieł przecinających się pod kątem około 60° 120°.

MAKROSEGRAEGACJA podczas krzepnięcia stopów w procesach technologicznych chem. strukturalna niejednorodność stopu, powstała w czasie krzepnięcia; s. strefowa (makrosegregacja) charakteryzuje się składem chem. zróżnicowanym w całej objętości mieszanki stopowej, do czego dochodzi na skutek odmiennych gęstości i temp. krzepnięcia składników użytych do produkcji stopu, a także różnic temp. przy ściankach formy i w jej środku (by temu przeciwdziałać krzepnący stop poddaje się gwałtownemu oziębieniu)

METODA BRINELLA - wgniatanie w materiał węglików spiekanych lub stalowej kulki o średnicy=10, 5, 2.5,, 2, 1mm. Twardość wyraża się stosunkiem siły do powierzchni kulistej czaszy odcisku.Pole powierzchni odcisku oblicza się na podstawie pomiaru średnicy odcisku d.

P=k*d(2)*9,81

METODA KNOPA - wgłebnikiem jest diam. Ostrosłup, o podstawie rombowej o odpowiednio dobranych kątach bryłowych. Odcisk ma kształt rombu,określaną wartością jest dłuższa przekątna.

METODA ROCKWELLA – jako wgłebnika używa się stalowej kulki lub stożka diamentowego. Dla mat. Miękkich używa się kulek stalowych HRB(100kg), dla twardych mat. Stożka HRC(150kg)

HRB=130- h/0,002

HRC=100- h/0.002

METODA VICKERSA – wgłebnikiem jest diamentowy ostrosłup o kącie dwuściennym 136 stopni, który wciskany jest siłą 5, 10, 30, 50, 100 kg. Liczbę twardości obliczamy jako stosunek siły nacisku do pola powierzchni odcisku. Odciskiem jest kwadrat.

MIKROTWARDOŚĆ – nazywamy pomiar tw.przy bardzo małym obciążeniu <300 gramów. Metodą tą określamuy tw.składników strukturalnych.

MOSIĄDZE dzielą się na dwufazowe i jednofazowe, skład strukturalny mosiądzu ma bardzo duży wpływ na jego własności ze względu na znaczne różnicę własności faz alfa i beta.

Roztwór jednofazowe cechuję się dobra plastycznością w temperaturze pokojowej a gorsza w zakresie 300- i dlatego mosiądze w takiej strukturze sa obrabiane plastycznie na zimno. Twardość i wytrzymałość mosiądzu alfa wzrastają ze zwiększeniem zawartości cynku. Mosiądze dwufazowe mają dużą wytrzymałość ale mniej plastyczne, dlatego je obrabia się na gorąco. Mosiądze można znacznie umocnić przez zgniot. Mosiądze przerabia się drogą wyciskania wypływowego, walcowania, ciągnienia Struktura mosiądzów, w stanie lanym w mosiądzach występuję wyraźna struktura dendryczna, widoczna na mikrofotografii. Mosiądze należą do stopów o dobrej odporności na korozją atmosferyczna. Miedź jest metalem barwy czerwono – złotej o ciężarze właściwym 8,9G/cm³ i temperaturze topnienia 1083^oC. Miedź ma bardzo dużą przewodność cieplną i elektryczną, jest bardzo ciągliwa. Duży wpływ na własności miedzi wywierają zawarte w niej zanieczyszczenia: tlen, siarka, ołów, antymon, bizmut, arsen i fosfor.

OBRÓBKA CIEPLNA jest zabiegiem lub połączeniem kilku zabiegów cieplnych, mającym na celu uzyskanie żądanych własności chenicznych, fizycznych lub chemicznych bez celowej zmiany składu chemicznego, na skutek przemian fazowych lub strukturalnych w fazie stałej oraz usunięcia naprężeń własnych.

OPERACJE PZRESYCANIA I STARZENIA mogą być stosowane w stopach, w których następuje zmniejszenie rozpuszczalności składnika w stanie stałym z obniżeniem temperatury.
Przesycenie ma na celu uzyskanie przesyconego roztworu stałego.
Starzenie prowadzi do wydzielenia dyspersyjnych cząstek. Efektem tego jest wzrost twardości i wytrzymałości stopu oraz spadek plastyczności.

PERLIT mieszanina eutektoidalna ferrytu z cementytem zawierająca 0,77% węgla. Powstaje podczas przemiany eutektoidalnej w temperaturze 727°C.

PRÓBA UDARNOŚCI służy do ceny zachowania się metalu w warunkach sprzyjającyh kruchemu pękaniu w obecności karbu.Polega na złamaniu 1 uderzeniem młota próbki o znormalizowanych wymiarach umieszczonej na podporach i pomiarze energii jej złamania.

PRAWO HOOKA w wielu materiałach w przypadku małyh odkształceń sprężystych wartość odkształcenia jest proporcjonalna do naprężenia. Moduł Younga dla stali = 200 Gpa

PRZEMIANA PERYTEKTYCZNA
zachodz w temp. 1495ºC, jest przemianą, podczas której, w czasie chłodzenia, dwie fazy (jedna z nich ciekła) przemieniają się w jedną fazę stałą. L + α → β

PRZEMIANA EUTEKTYCZNA
Przemianę Ciecz → α + β nazywamy przemianą eutektyczną. Zachodzi w temp. 1148ºC.Przemiana eutektyczna jest przemianą, w której udział biorą trzy fazy. Podczas przemiany, w czasie chłodzenia, ciecz przemienia się w dwie fazy stałe jednocześnie.

PRZEMIANA EUTOKLOIDALNA
Zachodzi w temp. 727ºC, jest przemianą, w której biorą udział trzy fazy. Podczas chłodzenia faza stała przemienia się w dwie inne fazy stałe jednocześnie. γ → α + β

REKRYSTYLIZACJA proces zachodzący w metalach podczas wyżarzania rekrystalizującego, którego efektem jest odbudowa struktury krystalicznej metalu po zgniocie i przywrócenie mu pierwotnych właściwości fizycznych i mechanicznych.

REGUŁA FAZ GIBBSA- to matematyczne sformułowanie warunków równowagi układu. Wyraża zależność między liczbą stopni swobody układu, a liczbą występujących w nim składników i faz.

S=m-f+1

S-l.stopni swobody

m-liczba składników

f-l.faz

REGUŁA DŹWIGNI- pozwala określić procentowe udziały poszczególnych faz w stopie pozostających w równowadze.

Mα/mL=a/b mL/mα=b/a

Aby określić ilościowy stosunek faz w stopie prowadzi się przez dany punkt linię poziomą.

Długości odcinków tej linni znajndujących się miedzy danym punktem a punktami określającymi składy faz są odwrotnie proporcjonalne do ilości tych faz.

REGUŁĘ dźwigni można tylko zastosować do obszarób dwufaowyc, na wykresach równowagi stopów podwójnych.

RÓWNOWAGA FAZOWA – występuje, gdy stosunki ilościowe między fazami układu, tj. skład fazowy pozostają stałe.

RÓWNOWAGA TERMODYNAMICZNA – oznacza stan, w którym makroskopowe parametry układu, takie jak ciśnienie, objętość i wszystkie funkcje stanu, są stałe w czasie. Na równowagę termodynamiczną składają się: równowaga chemiczna (brak makroskopowego przepływu cząstek i reakcji chemicznych), mechaniczna (nie występują niezrównoważone siły) i termiczna (nie występuje przepływ energii).

SEGREGACJA DENDRYTYCZNA - Jeżeli szybkość chłodzenia jest duża to poszczególne obszary dendrytów będą miały różny skład chemiczny. Segregacji dendrytycznej sp rzyja duża różnica temperatury miedzy liniami likwidus i solidus oraz mała szybkość dyfuzji składników.

SKŁADNIKI UKŁADU – tak nazywamy pierwiastek lub związek niezbędny do utworzenia wszystkich faz występujących w całym układzie, np. stop żelaza z węglem, gdzie żelazo i węgiel są składnikami, natomiast ciekły węgiel w żelazie tworzy roztwory stałe węgla Fe - α ferryt), Fe - γ (austenit) oraz Fe₃C (cementyt), które są fazami.

STOPY ODLEWNICZE siluminy, (układ Al.-Si) aluminium tworzy z krzemem układ eutektyczny z ograniczoną rozpuszczalnością krzemu.W stopach o zawartości 12,6% SI występuje eutektyka o temperaturze topnienia.

SILUMIN o składzie zbliżonym do eutektycznego ma bardzo dobre własności odlewnicze, cechuję się dobrą lejnością, małym skurczem i nie wykazuje skłonności do pękania na gorąco. Jego wadą jest powstawanie zwłaszcza po niezbyt szybkim chłodzeniu, gruboziarnistej struktury z pierwotnymi kryształami krzemu, co prowadzi do znacznego obniżenia własności mechanicznych stopu. Siluminy podeutektyczne i eutektyczne modyfikuje się sodem. Ogólna ilość modyfikatora nie przekracza 0,1%. Siluminy nadeutektyczne modyfikuje się za pomocą fosforu. Stopy aluminium z miedza sa typowymi stopami nadającymi się do obróbki cieplnej, zwanej utwardzenie wydzieleniowym. Stopy do obróbki plastycznej sa to przewaznie stopy wieloskładnikowe zawierające najczęściej magnez i mangan lub miedz magnez i mangan. Starzenie stopu- proces który przebiega samorzutnie, polegający na tym ze stop dążąc do osiągniecia stanu równowagi, usiłuje wydzielić nadmiar rozpuszczonej miedzi w postaci dyspersyjnych cząstek bogatych w miedz.

Guinier-Preston- pierwsze stadium starzenia polega na tworzeniu się w płaszczyznach skupisk atomów miedzi zwanych strefami Guinier-Prestona. Są to cienkie płytki o grubości kilku i średnicy kilkunastu nm.

Utrata koherencji prowadzi do spadku twardości co nazywamy efektem przestrzenia.

PRZESYCENIE - Szybkie chłodzenie roztworu, zwane przesyceniem, nie zmienia jego struktury, lecz powoduje, ze staje się on nie trwały, gdyż zawiera więcej rozpuszczonej miedzi niż wynosi granica rozpuszczalności w temperaturze otoczenia.

TWARDOŚĆ – opór przeciw wciskaniu w badany materiał odpowiednio wybranego wgłębnika, którym może być stożek, kulka, ostrosłup.

UDARNOŚĆ wyraża się stosunkiem pracy oderzenia k zuzytej na złamanie próbki do pola pow.jej przekroju poprzecznego w miejscu złamania. Kc=k/So udarność=praca/przekrój

dwuskładnikowy układ równowagi fazowej z ograniczoną rozpuszczalnościa w stanie stałym z

UMOCNEINIE PRZEZ ODKSZTAŁCENIE (dyslokacyjne)

Umocnienie to realizowane jest poprzez odkształcenie plastyczne metali (zgniot). Podczas odkształcania materiału, wzrasta gęstość dyslokacji.

Dyslokacje zaczynają się wzajemnie przecinać i hamować ruch poślizgowy, a to prowadzi do ich spiętrzania i gromadzenia się. Rezultatem takiego zjawiska jest silne umocnienie. Umocnienie to jest skuteczne jeżeli po odkształceniu, w czasie eksploatacji temperatura materiału nie przekroczy 0,3Tt. W temperaturach wyższych następuje zdrowienie które obniża wytrzymałość. Zjawisko to jest niekorzystne podczas walcowania cienkich blach gdyż prowadzi do szybkiej utraty plastyczności przez blachę, oraz do wzrostu energii potrzebnej do walcownia.

WYŻARZANIE normalizujące przeprowadza się w celu uzyskania struktury drobnoziarnistej o jednakowej wielkości ziarna w całym przekroju, a tym samym polepszania własności mechanicznych stali.

Stosowane jest ono po odlewaniu, po obróbce wywołującej rozrost ziarn, np. nawęglaniu, oraz często przed hartowaniem, celem zmniejszenia naprężeń.

WYŻARZANIE rekrystalizujące przeprowadza się w temperaturze 873-973 K. Zadaniem jego jest usunięcie skutków zgniotu, przede wszystkim umocnienia i kruchości.

WYŻARZANIE operacje - przez wyżarzanie rozumiemy zabieci cieplne, które w mniejszym lub większym stopniu prowadzą do stanu równowagi termodynamicznej w obrabianym stopie. Są to najczęściej: nagrzewane do określonej temperatury, wygrzewane i chłodzone.

WYŻARZANIE ujednoradniające- polega na nagrzaniu stali do temperatury zbliżonej do linii solidus, wygrzewaniu w tej temperaturze aż do zajścia dyfuzji i wyrównaniu składu chemicznego oraz chłodzeniu.
WYŻARZANIE przegrzewające- przeprowadza się podobnie jak ujednoradniające, lecz celem jego jest spowodowanie rozrostu ziarn i ułatwienie skrawalności stali.
WYŻARZANIE grafityzujące- jest to długotrwałe wygrzewanie stali powyżej Ac3 celem rozkładu cementytu na grafit- przeprowadza się je przy produkcji żeliwa ciągliwego.
WYŻARZANIE normalizujące- polega na nagrzaniu do stanu austenitycznego, tzn 30-40ºC powyżej linii GSE i następnie stłudzeniu na wolnym powietrzu, w celu rozdrobnienia ziarn i ujednoliceniu struktury.
WYŻARZANIE zupełne- prowadzi do wytworzenia struktury zbliżonej do stanu równowagi. Polega na austenityzowaniu stali, jak przy normalizowaniu, i następnie studzeniu w piecu. Celem zabiegu jest zmniejszenie twardości i naprężeń wewnętrznych oraz zwiększenie ciągliwości stali.
WYŻARZANIE niezupełne- przeprowadza się podobnie jak wyżarzanie zupełne, z tym że temperatura wyżarzania jest pośrednia pomiędzy Ac1- Ac3 dla stali podeutektoidalnych oraz między Ac1-Acm dla stali nadeutektoidalnych. Cel zabiegu jest analogiczny jak przy wyżarzaniu zupełnym.
WYŻARZANIE izotermiczne- polega na austenityzowaniu stali jak przy wyżarzaniu zupełnym i następnie szybkim ochłodzeniu do temperatury leżącej poniżej Ar1, i wyżarzaniu w tej temperaturze aż do zajścia przemiany perlitycznej. Celem zabiegu jest zmniejszenie twardości stali.
WYŻARZANIE perlityzujące- jest podobnie do wyżarzania izotermicznego, z tym ze nie jest konieczne szybkie studzenie do temperatury perlityzowania. Zwykle do perlityzowania stal jest ponownie nagrzewania do temperatury austenityzoania w celu zahartowania. W wyniku perlityzowania uzyskuje się rozdrobnienie ziarna austenitu, a tym samym zwiększenie dyspersji martenzytu.
WYŻARZANIE SFEROIDYZUJĄCE zwane również zmiękczajacym, polega na przemianie cementytu płytkowego w kulkowy, co prowadzi do zmniejszania twardości stali i poleprzeniu obrabialności mechanicznej.
WYŻARZANIE REKRASLTYLIZUJĄCE stosowanie po uprzednim zgniocie, przeprowadza się w temperaturze poniżej Ac1, ale powyżej temperatury rekrystalizacji w celu usunięcia skutków zgniotu.
WYŻARZANIE ODPRĘŻAJĄCE- polega na wygrzaniu wyrobów do temperatury poniżej Ac1(zwykle poniżej 650ºC), wygrzaniu w tej temperaturze a następnie studzeniu. Celem obrobki jest zmniejszenie naprężeń wewnętrznych bez wywołania zmian strukturalnych. Odmianą tego wyżarzania jest wyżarzanie stabilizowane, które przeprowadza się w temperaturze poniżej 150ºC w celu zmniejszenia naprężeń własnych. Przeprowadza się również stabilizowane naturalne w temperaturze otoczenia przez długi czasu.

PRZEMIANY

perlityczna przemiana dyfuzyjna, co oznacza, że do jej rozpoczęcia i przebiegu konieczne jest przegrupowanie atomów węgla i żelaza droga dyfuzji. Przemiana rozpoczyna się pojawieniem zarodków cementytu na granicy ziaren austenitu. Dzięki dyfuzji węgla z otaczającego te zarodki austenitu, cząsteczki cementytu stopniowo rozrastają się tworząc płytki, a tym samym austenit o małej zawartości węgla ulega przemianie na ferryt. Ponieważ ferryt prawie nie zawiera węgla, w sąsiednim obszarze austenitu następuje wzrost koncentracji węgla, co prowadzi do powstania nowej płytki cementytu itd. Tak powstaje perlit, przy czym w jednym ziarnie austenitu powstaje kilka obszarów złożonych z równoległych pasemek ferrytu i cementytu. martenzytyczna przemiana bezdyfuzyjna (cecha charakterystyczna wyraźnie odróżniająca ja od pozostałych przemian) - następuje tylko przebudowa sieci przestrzennej żelaza γ na żelazo α bez zmiany koncentracji węgla w roztworze stałym, otrzymana struktura to martenzyt. – przesycony roztwór stały węgla w żelazie α. Obecność nadmiernej ilości atomów węgla powoduje zniekształcenie sieci żelaza α co powoduje dużą twardość i jednocześnie kruchość martenzytu.

Cechy przemiany martenzytycznej - przemiana polega na skoordynowanym

przemieszczaniu atomów przy zachowaniu niezmiennego sąsiedztwa

- przemiana zachodzi przez wielokrotne ścinanie według mechanizmu poślizgu lub bliźniakowania - w wyniku przemiany powstaje martenzyt listwowy lub

Płytkowy - przemiana zachodzi przy ciągłym obniżaniu temperatury

pomiędzy Ms i Mf - przemiana nie zachodzi do końca po jej zakończeniu pozostaje

pewna ilość austenitu szczątkowego w wyniku rosnących

naprężeń - miedzy płaszczyznami sieciowymi martenzytu istnieje ścisła

zależność orientacji krystalograficznych

- Naprężenie rozciągające i odkształcenia plastyczne ułatwiają

Przemianę bainityczna przemiana pośrednia między perlityczna i martenzytyczną. Rozpoczyna się od utworzenia zarodków ferrytu, które powstają na granicach ziaren austenitu na skutek fluktuacji stężenia węgla. Z powstałych płytek ferrytu wydziela się następnie cementyt. Bainit jest więc mieszaniną ferrytu przesyconego węglem i węglików. Austenityczna Podczas nagrzewania stali, powyżej temperatury Ac1, rozpoczyna się przemiana perlitu w austenit, nazywana przemianą austenityczną. W stalach podeutektoidalnych po przekroczeniu temperatury Ac3 rozpoczyna się przemiana ferrytu w austenit, a w stalach nadeutektoidalnych po osiągnięciu temperatury Accm- proces rozkładu cementytu.
Przemiana austenityczna rozpoczyna się zarodkowaniem austenitu na granicach międzyfazowych ferryt - cementyt i ma charakter dyfuzyjny. Szybkość zachodzenia przemiany austenitycznej zależy głównie od stopnia przegrzania perlitu (ferrytu) powyżej temperatury Ac1, (Ac3) przy grzaniu izotermicznym lub od szybkości nagrzewania przy grzaniu ciągłym oraz od ogólnej powierzchni granic międzyfazowych ferryt-cementyt, tj. dyspersji perlitu. Przemianę tę można rozważać w trzech następujących po sobie etapach:
• utworzenie austenitu niejednorodnego,
• utworzenie austenitu jednorodnego,
• rozrost ziaren austenitu.
Bezpośrednio po zakończeniu przemiany austenitycznej otrzymany austenit jest niejednorodny i do pełnego wyrównania koncentracji węgla i innych pierwiastków stopowych konieczne jest dalsze wygrzewanie. Eutektoidalna Austenit o składzie z punktu S w wyniku chłodzenia, w temperaturze 727^oC zmienia swoją postać i staje się mieszaniną ferrytu i cementytu (i na odwrót). Izotermiczna Próbkę nagrzewa się do zakresu austenitu i tak długo przetrzymuje, aby nastąpiło rozpuszczenie się węglików i przejście węgla do roztworu. Następnie próbkę przenosi się bardzo szybko do kąpieli solnej o temperaturze poniżej A1, w której przetrzymywana jest przez określony czas. Po tym czasie próbkę chłodzi się gwałtownie w zimnej wodzie do temperatury pokojowej. Po wypolerowaniu i wytrawieniu zgładu próbki, na podstawie obserwacji przy użyciu mikroskopu świetlnego określa się zmiany zaszłe w strukturze. Próby powtarza się wielokrotnie zmieniając temperaturę kąpieli solnej i czas przetrzymywania w niej próbki.

Wykres równowagi układu żelazo-węgiel - jest to wykres fazowy węgla w stopie z żelazem. Pierwszą, najczęściej wykorzystywaną i omawianą część wykresu nazywa się także wykresem żelazo - cementyt. Na osi poziomej podana jest procentowa zawartość węgla w stopie, na osi pionowej temperatura. Z wykresu można odczytać jaką strukturę posiada stop, przy założeniu równowagowego procesu wytwarzania. Przy, na przykład, szybkim chłodzeniu stop może zachowywać się w inny sposób (na przykład granica rozpuszczalności węgla w ferrycie wzrasta wraz z wielkością przechłodzenia).

Należy zaznaczyć, że jest to tylko fragment wykresu równowagi układu żelazo-węgiel (zwany wykresem żalazo-cementyt), zawarty pomiędzy 0% a 6,69% (czasem mówi się 6,67%) węgla. Nazwa pochodzi od nazwy faz na granicach wykresu - z lewej jest żalazo (Fe), a z prawej cementyt (Fe₃C). Jest on najbardziej istotny ze względów praktycznych, gdyż większe stężenie węgla powoduje zbyt dużą kruchość stopu.

Wykres CTPi

Przebieg procesu przemiany przechłodzonego austenitu wygodnie jest rozpatrywać na podstawie wykresów rozpadu austenitu, zwanych wykresami CTP (czas, temperatura, przemiana). Na wykresach tych naniesione są linie początku i końca przemian we współrzędnych logarytm czasu-temperatura. CTP_i : wykres dla przemian austenitu w warunkach izotermicznych. Trwałość przechłodzonego austenitu zmienia się w zależności od temperatury. Dla stali eutektoidalnej przy małych przechłodzeniach trwałość austenitu jest duża, następnie zmniejsza się i minimum występuje w temperaturze ok. 500°C, po czym znowu trwałość austenitu jest coraz większa aż do temperatury ok. 200°C, poniżej której przechłodzony austenit przechodzi w martenzyt. Wykresy CTP_i, buduje się wykorzystując krzywe kinetyczne przemiany austenitu, dla określonego stopnia przechłodzenia, wskazujące ilość wytworzonego perlitu w zależności od czasu jaki upłynął od początku przemiany.

EUTEKTYKA

Układy takie tworzą pierwiastki, które krystalizują w różnych układach krystalograficznych lub tych samych układach, lecz różnią się wielkością atomów więcej niż 15% i przy tym ich temperatury krzepnięcia są zbliżone.

Układ perytektyczny z ogr. rozpuszczalnością składników w stanie stałym.

Składniki zwykle różnią się temperaturą krzepnięcia. Tutaj ciepło tworzenia roztworu stałego jest dodatnie, a składniki tworzące stop różnią się znacznie położeniami temperatur topnienia.

Układ eutektyczny z brakiem rozpuszczalności składników w stanie stałym

Układy tego rodzaju tworzą pierwiastki, różniące się znacznie własnościami (wykazujące duże różnice w promieniach atomowych, krystalizujące w różnych typach sieci przestrzennej, różniące się wartościowością).

Układ podwójny z nieograniczoną

rozpuszczalnością w stanie stałym.

Układy tego typu powstają wtedy, gdy składniki tworzące roztwór mają ten sam typ sieci przestrzennej, atomy mają zbliżone wielkości oraz podobną strukturę elektronową.

Wykres fazowy dla składników o nieograniczonej

rozpuszczalności składników w stanie stałym

Wykres fazowy dla składników nierozpuszczających

się wzajemnie w stanie stałym

Wykres fazowy z przemianą eutektyczną

gdy składniki rozpuszczają się w stanie stałym

Wykres fazowy z przemianą perytektyczną

Zmiany mikrostruktury w stopie podeutektycznym

podczas bardzo powolnego chłodzenia

Zmiany mikrostruktury w stopie nadeutektycznym

podczas bardzo powolnego chłodzenia

Zmiany mikrostruktury w stopie eutektycznym

podczas bardzo powolnego chłodzenia

Zmiany mikrostruktury w stopie podeutektycznym

podczas bardzo powolnego chłodzenia

Zmiany mikrostruktury w stopie podeutektycznym

w którym nie zachodzi przemiana eutektyczna,

podczas bardzo powolnego chłodzenia